[发明专利]一种固体云爆剂中高氯酸铵的安全提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体含能材料的安全处理技术领域。

背景技术

高氯酸铵是一种常用的氧化剂，在众多含能材料中有着广泛的应用，国防工业中用于生产推进剂等火炸药，民用生产镂刻剂、防雹剂等。高氯酸铵性质活泼，与还原剂、易燃物和金属粉末等混合会发生爆炸。

固体云爆剂是一种富含燃料的高爆炸药，固体云爆剂是针对液固复合云爆剂的不足而研制的，液固态云爆剂具有一定的流动性，各组分间密度差较大，装填于弹体中，在运输和储存过程中容易出现质心偏移，影响弹道精度和爆炸性能稳定。固体云爆剂以固态的混合药剂装填于战斗部中，形成了固相、气相的两相燃料空气炸药，其作用机制和爆炸性能保持不变，但精度和稳定性得到提高，便于生产、运输、储存等，是未来广泛使用的主要武器之一。

固体云爆剂主要由氧化剂、可燃剂、敏化剂、钝感剂等组成。高氯酸铵（AP）是固体云爆剂中常用的氧化剂，所占比例为5～15%。可燃剂在固体云爆剂中又是还原剂，常用金属粉，如铝粉。在固体云爆剂中加入敏化剂是为了调节混合物的敏感度，使之能顺利起爆，并且使爆轰性能稳定等。固体云爆剂中氧化剂、可燃剂、敏化剂等被钝感剂包覆，以降低云爆剂的机械感度，提高安定性。

固体云爆剂贮存过期，需要进行安全、环保的回收处理。高氯酸铵易溶于水，可以对其进行水溶解回收。固体云爆剂中高氯酸铵由于被钝感剂石蜡、HTPB等包覆，不容易被水直接溶解。

现有技术有利用水煮工艺来回收固体含能材料中的高氯酸铵，最终提取率在85%～90%之间，但是其水温较高，需要加热到80℃左右，对于固体云爆剂来说，操作安全性较差，且该方法提取时间通常需要数小时以上，提取效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种固体云爆剂中高氯酸铵的安全提取方法，采用空化-阳离子表面活性剂对固体云爆剂进行水溶解，能够在较低温度回收固体云爆剂中高氯酸铵，提取时间明显减短，提取效率显著提高，具有更高的提取率，操作安全，易于控制和实施。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种固体云爆剂中高氯酸铵的安全提取方法，包括

S1、将含高氯酸铵的粉末状固体云爆剂与一定量的水、表面活性剂混合均匀，其中所述表面活性剂的用量为所述固体云爆剂重量的1%～4%；

S2、用超声波提取装置对所述混合料液进行超声提取，高氯酸铵被提取到水溶液中；

所述表面活性剂为溴化季铵盐阳离子表面活性剂。

季铵盐阳离子表面活性剂，是由铵阳离子[NH⁴⁺]的四个氢原子全被有机基取代而成的一种阳离子型表面活性剂，通式如下：

其4个烃基中有1-3个是长碳链的，其余的碳数为1-2个。溴化季铵盐阳离子表面活性剂在该通式中X为Br。

本发明方法中所述表面活性剂优选四丁基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵。

作为本技术方案的优选实施方案，所述S1中，固体云爆剂与水的质量比为1:2～4。

进一步地，为获得较好的提取率，S2中超声提取时间不低于20min。

进一步优选的，所述S1中，固体云爆剂与水的质量比为1:3，S2中超声提取时间为35～50min。

S2中超声波提取装置对所述混合料液进行超声提取的功率为300～800W，超声频率为28KHz。

可选的，所述S2在室温进行超声提取。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明方法用阳离子表面活性剂和超声波提取高氯酸铵，利用超声波具有的机械效应、空化效应和热效应，通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取固体云爆剂中高氯酸铵，尤其是利用空化效应造成固体云爆剂中钝感剂石蜡、HTPB等对高氯酸铵的包覆层和三维网格结构的破裂，有效增加水和高氯酸铵的接触，能够实现在常温回收固体云爆剂中高氯酸铵，提取时间明显减短，由数小时缩短至几十分钟，提取效率显著提高，同时高氯酸铵提取率能够进一步提高达98%，操作安全，简单易行。

附图说明

图1是本发明方法实施例中高氯酸铵提取的工艺流程图。

具体实施方式